KR20150121156A - Flow volume control device equipped with flow rate monitor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력식 유량 제어부가 구비한 높은 내압력 변동 특성을 유효하게 이용하여 빌드다운식 유량 모니터부를 압력식 유량 제어부의 상류측에 조합함으로써 리얼 타임에 근접한 유량 모니터를 행할 수 있음과 아울러, 모니터 유량을 이용하여 압력식 유량 제어부의 설정 유량을 자동 조정할 수 있고, 또한 장치의 대폭적인 소형화 및 저비용화를 가능하게 한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치를 제공한다. 본 발명은 상류측에 설치한 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)와, 그 하류측에 설치한 압력식 유량 제어부(FCS)와, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)와 압력식 유량 제어부(FCS)를 연결하여 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 모니터 유량(Q)을 압력식 유량 제어부(FCS)에 전송하는 신호 전송 회로(CT)와, 압력식 유량 제어부(FCS)에 설치되어 상기 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)로부터의 모니터 유량(Q)에 의해 압력식 유량 제어부(FCS)의 설정 유량(Qs)을 조정하는 유량 설정값 조정 기구(QSR)로 구성된다.The present invention can effectively monitor the flow rate close to the real time by combining the build-down type flow rate monitor unit on the upstream side of the pressure type flow rate control unit by effectively utilizing the high pressure resistance variation characteristic of the pressure type flow rate control unit, A flow rate control device with a flow monitor capable of automatically adjusting a set flow rate of a pressure type flow rate control part using a flow rate, and also capable of greatly reducing the size and cost of the device. The present invention is characterized by comprising a build-down type flow monitor unit (BDM) provided on the upstream side, a pressure type flow rate control unit (FCS) provided on the downstream side thereof, a build-down type flow rate monitor unit (BDM) (FCS) connected to the build-up type flow monitor unit (BDM) to transmit the monitor flow rate (Q) of the build-up type flow monitor unit (BDM) to the pressure type flow control unit (FCS) And a flow rate setting value adjusting mechanism QSR for adjusting the set flow rate Qs of the pressure type flow rate control section FCS by the monitor flow rate Q from the down flow type flow rate monitoring section BDM.

Figure P1020157026228
Figure P1020157026228

Description

유량 모니터 부착 유량 제어 장치{FLOW VOLUME CONTROL DEVICE EQUIPPED WITH FLOW RATE MONITOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate control apparatus,

본 발명은 유량 모니터 부착 유량 제어 장치의 개량에 관한 것으로, 상세하게는 내압력 변동 특성을 구비한 유량 제어 장치와 빌드다운식 유량 모니터를 유기적으로 조합함으로써 유량 제어 장치에 의한 제어 유량을 리얼 타임으로 모니터할 수 있음과 아울러, 제어 유량과 모니터 유량간의 차이가 설정값을 초과하면 자동적으로 유량 제어 장치측의 유량 설정값을 조정하는 것이 가능하도록 한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an improvement of a flow rate control apparatus with a flow rate monitor, and more particularly to a flow rate control apparatus having a flow rate control apparatus and a build- And a flow rate control device with a flow monitor capable of automatically adjusting the flow rate setting value of the flow rate control device when the difference between the control flow rate and the monitor flow rate exceeds a set value.

종전부터, 반도체 제어 장치용 가스 공급 장치에 있어서는 열식 유량 제어 장치(MFC)나 압력식 유량 제어 장치(FCS)가 널리 이용되고 있다. 특히, 후자인 압력식 유량 제어 장치(FCS)는 도 19에 나타내는 바와 같이 컨트롤 밸브(CV), 온도 검출기(T), 압력 검출기(P), 오리피스(OL) 및 온도 보정·유량 연산 회로(CDa)와 비교 회로(CDb)와 입출력 회로(CDc)와 출력 회로(CDd) 등으로 이루어진 연산 제어부(CD) 등으로 구성되어 있어, 1차측 공급압이 크게 변동되어도 안정된 유량 제어를 행할 수 있다는 뛰어난 유량 특성을 구비하고 있다.BACKGROUND ART Traditionally, a thermal type flow rate control device (MFC) and a pressure type flow rate control device (FCS) have been widely used in gas supply devices for semiconductor control devices. Particularly, the latter pressure type flow rate control device (FCS) includes a control valve CV, a temperature detector T, a pressure detector P, an orifice OL, and a temperature correction / flow rate calculation circuit CDa And an operation control section (CD) composed of a comparator circuit CDb, an input / output circuit CDc and an output circuit CDd, and the like. It is possible to perform stable flow rate control even when the primary side supply pressure fluctuates greatly, .

즉, 도 19의 압력식 유량 제어 장치(FCS)에서는 압력 검출기(P) 및 온도 검출기(T)로부터의 검출값이 디지털값으로 변환되고, 그 후에 온도 보정·유량 연산 회로(CDa)에 입력된다. 여기에서 검출 압력의 온도 보정과 유량 연산이 행하여져 유량 연산값(Qt)이 비교 회로(CDb)에 입력된다. 또한, 설정 유량에 대응하는 입력 신호(QS)가 단자(In)로부터 입력되어 입출력 회로(CDc)에서 디지털값으로 변환된 뒤 비교 회로(CDb)에 입력되고, 여기에서 상기 온도 보정·유량 연산 회로(CDa)로부터의 유량 연산값(Qt)과 비교된다. 비교 결과, 설정 유량 입력 신호(Qs)가 유량 연산값(Qt)보다 클 경우에는 컨트롤 밸브(CV)의 구동부에 제어 신호(Pd)가 출력된다. 이것에 의해 컨트롤 밸브(CV)가 폐쇄 방향으로 구동되고, 설정 유량 입력 신호(Qs)와 연산 유량값(Qt)의 차(Qs-Qt)가 0이 될 때까지 밸브 폐쇄 방향으로 구동된다.19, the detected values from the pressure detector P and the temperature detector T are converted into digital values and thereafter input to the temperature correction / flow rate calculation circuit CDa . Here, the temperature correction of the detected pressure and the flow rate calculation are performed, and the flow calculation value Qt is inputted to the comparison circuit CDb. The input signal Q S corresponding to the set flow rate is input from the terminal In and is converted into a digital value in the input / output circuit CDc and then input to the comparison circuit CDb. And is compared with the flow calculation value Qt from the circuit CDa. As a result of comparison, when the set flow rate input signal Qs is larger than the flow calculation value Qt, the control signal Pd is outputted to the drive section of the control valve CV. Thereby, the control valve CV is driven in the closing direction and driven in the valve closing direction until the difference (Qs-Qt) between the set flow rate input signal Qs and the calculated flow rate value Qt becomes zero.

상기 압력식 유량 제어 장치(FCS)에서는 오리피스(OL)의 하류측 압력(P2)과 상류측 압력(P1) 사이에 P1/P2≥약 2의 소위 임계 팽창 조건이 유지되어 있을 경우에는, 오리피스(OL)를 유통하는 가스 유량(Q)이 Q=KP1(단, K는 정수)이 되어 압력(P1)을 제어함으로써 유량(Q)을 고정밀도로 제어할 수 있음과 아울러, 컨트롤 밸브(CV)의 상류측 가스(Go)의 압력이 크게 변화되어도 제어 유량값이 거의 변화되지 않는다는 뛰어난 특성이 구비되어 있다.When the so-called critical expansion condition of P 1 / P 2 ≥ about 2 is maintained between the downstream side pressure P 2 of the orifice OL and the upstream side pressure P 1 in the pressure type flow control device FCS The flow rate Q can be controlled with high accuracy by controlling the pressure P 1 by setting the gas flow rate Q flowing through the orifice OL to Q = KP 1 (where K is an integer) Even when the pressure of the upstream gas Go of the control valve CV largely changes, the control flow rate value is hardly changed.

또한, 압력식 유량 제어 장치(FCS) 그 자체는 공지이기 때문에, 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다.Further, since the pressure type flow control device (FCS) itself is known, a detailed description thereof will be omitted here.

그러나, 이러한 종류의 압력식 유량 제어 장치(FCS)에서는 미소한 구멍 지름의 오리피스(OL)를 사용하고 있기 때문에, 오리피스(OL)의 구멍 지름의 경년 변화가 불가피하다. 그리고, 구멍 지름이 변화되면 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 설정 유량(즉, 제어 유량값)과 현실에 오리피스(OL)를 유통하는 가스(Go)의 실유량값 사이에 차이를 발생시키게 된다. 또한, 이 차이를 검출하기 위해서는 소위 유량 모니터를 빈번히 행할 필요가 있어, 반도체 제조 장치의 가동성이나 제조된 반도체의 품질 등에 큰 영향을 준다는 문제가 있다.However, since the orifice OL having a small pore diameter is used in this type of pressure type flow rate control device FCS, it is unavoidable to change the pore diameter of the orifice OL over time. Then, when the hole diameter is changed, a difference is generated between the set flow rate (that is, the control flow rate value) of the pressure type flow control device FCS and the actual flow rate value of the gas Go flowing through the orifice OL . Further, in order to detect this difference, there is a problem that a so-called flow monitor needs to be frequently performed, which greatly affects the mobility of the semiconductor manufacturing apparatus and the quality of the manufactured semiconductor.

그 때문에, 압력식 유량 제어 장치 분야에 있어서는 종래부터 오리피스(OL)의 구멍 지름의 변화를 가능한 한 빠른 시기에 검출하여 압력식 유량 제어 장치(FCS)에 의한 제어 유량값과 현실에 오리피스를 유통하는 가스(Go)의 실유량값 사이의 차이의 발생을 방지하기 위한 대책이 채용되고 있고, 이러한 종류의 오리피스(OL)의 구멍 지름 변화 등의 검출에는 소위 빌드업 방식이나 빌드다운 방식을 사용한 가스 유량 측정 방법이 많이 사용되고 있다.Therefore, in the field of the pressure type flow rate control apparatus, conventionally, a change in the bore diameter of the orifice OL is detected as early as possible, and the control flow rate by the pressure type flow rate control device (FCS) A countermeasure for preventing the occurrence of a difference between actual flow rates of the gas Go is adopted. For detecting such a change in the bore diameter of the orifice OL, a gas flow rate using a build- Measurement methods are widely used.

한편, 상기 빌드업 방식이나 빌드다운 방식의 가스 유량 측정에서는 실가스의 공급을 일시적으로 정지할 필요가 있기 때문에, 가스 유량 측정이 반도체 제조 장치의 가동률의 저하나 제조된 반도체의 품질 등에 큰 영향을 끼친다는 문제가 있다. On the other hand, in the gas flow measurement of the build-up method or the build-down method, it is necessary to temporarily stop the supply of the actual gas. Therefore, the measurement of the gas flow rate greatly affects the operation rate of the semiconductor manufacturing apparatus, There is a problem of incurring.

그 때문에, 최근 이러한 종류의 유량 제어 장치의 분야에 있어서는 실가스의 공급을 일시적으로 정지하지 않고 공급 가스의 유량 제어가 적정하게 행하여지고 있는지의 여부를 리얼 타임으로 간단하게 모니터할 수 있도록 한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치의 개발이 진행되고 있다.Therefore, in the field of this type of flow rate control apparatus, a flow rate monitor capable of easily monitoring in real time whether or not the flow rate of the feed gas is appropriately controlled without temporarily stopping the supply of the real gas Development of an attached flow rate control apparatus is underway.

예를 들면, 도 20은 그 일례를 나타내는 것으로, 상기 유량 모니터 부착 유량 제어 장치(20)는 유로(23)와, 입구측 압력을 검출하는 제 1 압력 센서(27a)와, 개폐 제어 밸브(24)와, 열식 질량 유량 센서(25)와, 제 2 압력 센서(27b)와, 스로틀부(음속 노즐)(26)와, 연산 제어부(28a)와, 입출력 회로(28b) 등으로 구성되어 있다.20 shows an example thereof. The flow rate control device 20 with a flow monitor has a flow path 23, a first pressure sensor 27a for detecting the inlet side pressure, an opening / closing control valve 24 A thermal mass flow sensor 25, a second pressure sensor 27b, a throttle portion (sound velocity nozzle) 26, an operation control portion 28a, an input / output circuit 28b, and the like.

또한, 상기 열식 질량 유량 센서(25)는 정류체(25a)와, 유로(23)로부터 소정 비율(F/A)의 유량을 분기하는 분기 유로(25b)와, 분기 유로(25b)에 설치한 센서 본체(25c)를 갖고, 총 유량(F)을 나타내는 유량 신호(Sf)를 연산 제어부(28a)로 출력한다.The thermal mass flow rate sensor 25 includes a rectifying body 25a, a branch flow channel 25b for branching a flow rate of a predetermined ratio (F / A) from the flow channel 23, And has a sensor body 25c and outputs a flow rate signal Sf indicating the total flow rate F to the arithmetic control unit 28a.

또한, 스로틀부(26)는 그 상류측과 하류측에 있어서의 압력차가 소정값 이상일 때(즉, 임계 조건 하의 유체류일 때)에, 상류측 압력에 비례한 유량의 유체를 흐르게 하는 음속 노즐이다. 또한, 도 20에 있어서 SPa, SPb는 압력 신호, Pa, Pb는 압력, F는 총 유량, Sf는 유량 신호, Cp는 밸브 개방도 제어 신호이다.Further, the throttle portion 26 is provided with a sonic nozzle (not shown) for flowing a fluid having a flow rate proportional to the upstream pressure when the pressure difference between the upstream side and the downstream side is equal to or greater than a predetermined value (that is, to be. In Fig. 20, SPa and SPb are pressure signals, Pa and Pb are pressure, F is total flow rate, Sf is flow rate signal, and Cp is valve opening degree control signal.

상기 연산 제어부(28a)는 압력 센서(27a, 27b)로부터의 압력 신호(Spa, Spb) 및 유량 센서(25)로부터의 유량 신호(Sf)를 피드백해서 밸브 개방도 제어 신호(Cp)를 출력함으로써 개폐 제어 밸브(24)를 피드백 제어한다. 즉, 연산 제어부(28a)에는 입출력 회로(28b)로부터 유량 설정 신호(Fs)가 입력되어, 질량 유량 제어 장치(20)에 흐르는 유체의 유량(F)이 유량 설정 신호(Fs)가 되도록 조정된다.The operation control unit 28a feeds back the pressure signals Spa and Spb from the pressure sensors 27a and 27b and the flow rate signal Sf from the flow rate sensor 25 to output the valve opening degree control signal Cp And the opening / closing control valve 24 is feedback-controlled. That is, the operation control unit 28a receives the flow rate setting signal Fs from the input / output circuit 28b and adjusts the flow rate F of the fluid flowing in the mass flow rate control device 20 to be the flow rate setting signal Fs .

구체적으로는, 연산 제어부(28a)가 제 2 압력 센서(27b)의 출력[압력 신호(Spb)]을 이용하여 개폐 제어 밸브(24)의 개폐를 피드백 제어함으로써 음속 노즐(26)을 흐르는 유체의 유량(F)을 제어함과 아울러, 이때의 열식 유량 센서(25)의 출력[유량 신호(Sf)]을 이용하여 실제로 흐르고 있는 유량(F)의 측정을 행하여 질량 유량 제어 장치(20)의 동작을 확인하는 것이다.Specifically, the arithmetic and control unit 28a feedback-controls opening and closing of the opening / closing control valve 24 by using the output (the pressure signal Spb) of the second pressure sensor 27b, The flow rate F of the mass flow rate control device 20 is controlled by controlling the flow rate F and measuring the flow rate F actually flowing using the output [flow rate signal Sf] of the thermal flow rate sensor 25 at this time. .

상술한 바와 같이, 도 20의 유량 모니터 부착 유량 제어 장치(20)에 있어서는 제 2 압력 센서(27b)의 압력 신호(Spb)를 이용하여 개폐 제어 밸브(24)의 개방도를 조정하는 압력식 유량 제어와, 실유량의 감시를 행하는 열식 유량 센서(25)를 사용한 유량 측정이라고 하는 2종의 방식을 연산 제어부(8a)에 도입하고 있기 때문에 설정 유량(Fs)에 대응하는 제어 유량의 유체가 실제로 흐르고 있는지의 여부, 즉 제어 유량과 실유량 사이에 차가 있는지의 여부를 간단하고 또한 확실하게 리얼 타임으로 모니터할 수 있어, 높은 실용적 효용을 갖는 것이다.As described above, in the flow rate control apparatus 20 with a flow monitor of Fig. 20, the pressure signal Spb of the second pressure sensor 27b is used to control the flow rate of the pressure- And the flow rate measurement using the thermal type flow rate sensor 25 for monitoring the actual flow rate are introduced into the operation control unit 8a, the fluid of the control flow rate corresponding to the set flow rate Fs is actually Whether or not there is a difference between the control flow amount and the actual flow amount can be monitored simply and reliably in real time and has a high practical utility.

그러나, 상기 도 20의 유량 모니터 부착 유량 제어 장치(20)에도 해결해야 할 문제가 많이 남겨져 있다.However, much of the problems to be solved also remain in the flow rate control device 20 with the flow monitor shown in Fig.

우선, 제 1의 문제는 모니터 유량값(실유량값)과 제어 유량값 사이에 차이가 발생했을 경우에 차이의 발생을 경보 등에 의해 감지하는 것은 가능하지만, 자동적으로 제어 유량값의 수정, 즉 설정 유량값(Fs)의 조정이 불가능하다. 그 때문에, 만일 어떠한 원인, 예를 들면 운전 요원의 부재 등으로 제어 유량값의 수정이 지연되었을 경우에는 설정 유량값과 다른 유량의 가스(실유량 가스)의 공급이 계속됨으로써 반도체 제조상 다양한 문제가 발생하게 된다.First, the first problem is that it is possible to detect the occurrence of a difference by an alarm when there is a difference between the monitor flow rate value (actual flow rate value) and the control flow rate value, but it is possible to automatically correct the control flow value, It is impossible to adjust the flow rate value Fs. Therefore, if the correction of the control flow value is delayed due to any cause, for example, the absence of the operating personnel, the supply of gas (actual flow gas) at a flow rate different from the set flow rate value is continued, .

제 2의 문제는 유량 제어를 행하기 위한 제 2 압력 센서(27b)를 사용한 압력식 유량 측정과, 유량 감시를 행하기 위한 열식 유량 센서(25)를 사용한 유량 측정이라고 하는 2종의 다른 측정 방식을 도입하고 있기 때문에 유량 모니터 부착 유량 제어 장치(20)의 구조가 복잡해지고, 장치의 소형화 및 제조 비용의 인하를 도모할 수 없는 점이다.The second problem is that the pressure type flow rate measurement using the second pressure sensor 27b for performing the flow rate control and the two different measurement methods called the flow rate measurement using the thermal type flow rate sensor 25 for the flow rate monitoring The structure of the flow rate control device 20 with a flow monitor becomes complicated, and the downsizing of the device and the reduction of the manufacturing cost can not be achieved.

제 3의 문제는 연산 제어부(28a)가 제 2 압력 센서(27b)의 출력(Spb)과 열식 유량 센서(25)의 유량 출력(Sf)의 양쪽 신호를 이용하여 개폐 제어 밸브(24)를 개폐 제어함과 아울러 제 1 압력 센서(27a)의 출력(Spa)을 이용하여 열식 유량 센서(25)의 유량 출력(Sf)을 보정하는 구성으로 하고 있고, 제 1 압력 센서(27a) 및 제 2 압력 센서(27b) 2개의 압력 신호와 열식 유량 센서(25)로부터의 유량 신호의 3개의 신호를 이용하여 개폐 제어 밸브(24)의 개폐 제어를 행하도록 하고 있다. 그 때문에, 연산 제어부(28a)의 구성이 복잡해질 뿐만 아니라, 압력식 유량 제어 장치(FCS)로서의 안정된 유량 제어 특성이나 뛰어난 고응답성이 반대로 저감되어 버린다고 하는 문제가 있다.The third problem is that the arithmetic and control unit 28a uses the signals of both the output Spb of the second pressure sensor 27b and the flow rate output Sf of the thermal type flow rate sensor 25 to open / And the flow rate output Sf of the thermal flow rate sensor 25 is corrected using the output Spa of the first pressure sensor 27a in addition to the control box and the first pressure sensor 27a and the second pressure Closing control of the opening / closing control valve 24 is performed by using three signals of two pressure signals from the sensor 27b and a flow rate signal from the thermal type flow rate sensor 25. [ Therefore, not only the configuration of the operation control section 28a becomes complicated, but also a problem that the stable flow control characteristic as the pressure type flow rate control device (FCS) and excellent high response performance are reversely reduced.

일본 특허 제 2635929호Japanese Patent No. 2635929 일본 특허 제 2982003호Japanese Patent No. 2982003 일본 특허 제 4308350호Japanese Patent No. 4308350 일본 특허 제 4137666호Japanese Patent No. 4137666

본 발명은 a. 종전의 빌드다운이나 빌드업식의 유량 측정 방법을 이용한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치의 경우에는 유량 모니터시에 실가스의 공급을 일시적으로 정지해야만 해서 반도체 제조 장치의 가동률의 저하나 제조된 반도체의 품질 변동 등을 발생시키는 것, 및 b. 종전의 도 20과 같은 열식 유량계와 압력식 유량 제어 장치를 조합한 구조의 유량 모니터 부착 유량 제어 장치에서는 실유량의 이상이 판명되어도 자동적으로 제어 유량의 설정값의 수정을 행할 수 없어 유량 수정의 지연에 의해 다양한 문제가 발생하고, 유량 제어 장치 자체의 구조의 간소화 및 장치의 소형화가 곤란해지며, 또한 압력식 유량 제어 장치가 갖는 뛰어난 응답 특성이나 안정된 유량 제어 특성이 감쇄되는 것 등의 문제의 해결을 주된 발명의 목적으로 한다.The present invention relates to a In the case of the flow control device with flow monitor using flow measurement method of conventional build-down or build-up type, the supply of the actual gas must be temporarily stopped at the flow monitor, so that the operation rate of the semiconductor manufacturing apparatus is lowered, , And b. The flow rate control apparatus with the flow monitor with the structure in which the thermal flow meter and the pressure type flow rate control apparatus are combined as in the conventional FIG. 20 can not automatically correct the set value of the control flow rate even if the actual flow rate abnormality is found, And it is difficult to simplify the structure of the flow control device itself and to downsize the device and to solve the problems such as excellent response characteristics and stable flow control characteristics of the pressure type flow control device are attenuated As a main object of the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압력식 유량 제어 장치(FCS)와 그 상류측에 설치한 빌드다운식의 유량 측정부를 일체적으로 조합하고, 유량 제어 장치의 상류측 압력(입력측 압력)에 허용되는 압력 변동 범위 내에서 상기 빌드다운식의 유량 측정부를 작동시켜 적어도 1초 이내에 1회(바람직하게는, 1초 동안에 복수회) 빌드다운식 유량 측정부로부터 유량 모니터 신호를 발신함으로써 압력식 유량 제어 장치에 의한 유량 제어와 동시 병행적으로 빌드다운식 유량 측정부에 의한 실질적으로 리얼 모니터에 근접한 유량 모니터를 행할 수 있음과 아울러, 모니터 유량값과 제어 유량값의 차이가 소정 유량값을 초과했을 경우에는 자동적으로 압력식 유량 제어 장치측의 유량 설정값을 조정하여 압력식 유량 제어 장치에 의한 유량 제어값을 빌드다운식 유량 측정부에 의한 유량값으로 수정하도록 한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치를 제공하는 것이다.In order to achieve the above-described object, the present invention is characterized in that a pressure type flow rate control device (FCS) and a build-down type flow rate measurement part provided on the upstream side thereof are integrally combined and the upstream side pressure (input side pressure) Down type flow rate measuring unit within an allowable pressure fluctuation range to generate a flow rate monitor signal from the build-down type flow rate measuring unit once (preferably, several times in a second) within at least one second, It is possible to perform the flow monitor close to the real monitor substantially by the build-down type flow measuring unit in parallel with the flow control by the control device, and also, when the difference between the monitor flow rate value and the control flow rate value exceeds the predetermined flow rate value , The flow rate setting value of the pressure type flow rate control device is automatically adjusted to set the flow rate control value of the pressure type flow rate control device to the build- A flow rate monitor attached to a modified flow rate by the flow rate measuring unit to provide a flow control device.

즉, 입력측의 압력 변동에 의해 유량 제어 특성이 거의 영향을 받지 않는다고 하는 압력식 유량 제어 장치의 유량 특성을 풀로 활용하여 빌드다운식 유량 모니터부에 의한 유량 모니터를 대략 리얼 타임(적어도 1회/1초)에 근접한 상황 하에서 행하는 것이 가능하고, 또한 연산 제어부의 간소화, 기기 본체부의 대폭적인 소형화, 및 가스 치환성의 향상 등을 가능하게 한 빌드다운식 유량 모니터 부착 유량 제어 장치를 제공하고자 하는 것이다.That is, utilizing the flow characteristics of the pressure type flow rate control device that the flow rate control characteristics are hardly affected by the pressure fluctuation of the input side, the flow rate monitor by the build-down type flow rate monitor part is roughly real time (at least once / Down type flow rate monitor capable of simplifying the operation control unit, significantly reducing the size of the main body of the apparatus, and improving gas replacement performance.

본 발명자들은 우선, 오리피스를 이용한 압력식 유량 제어 장치(FCS)를 이용하여 도 1에 나타내는 바와 같은 시험 장치를 구성하고, 압력식 유량 제어 장치(FCS)와 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV) 사이의 압력 강하의 경사로부터 유량 산출을 행하는 빌드다운 방식에 의한 유량 측정에 관한 기초적인 각종 시험을 행하였다.The present inventors constructed a test apparatus as shown in Fig. 1 by using a pressure type flow rate control device (FCS) using an orifice and installed a pressure type flow rate control device (FCS) and a primary side opening / closing switching valve (upstream side valve) Various tests were conducted on the flow measurement by the build-down method in which the flow rate was calculated from the inclination of the pressure drop between the inlet and the outlet.

즉, 도 1에 있어서 N2는 가스 공급원, RG는 압력 조정기, ECV는 전자 구동부, AV는 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브), FCS는 압력식 유량 제어 장치, VP는 진공 펌프, BC는 빌드다운 용량, T는 온도 센서, P는 압력식 유량 제어 장치(FCS) 내의 컨트롤 밸브의 1차측에 설치한 압력 센서, P0은 압력 센서 출력, E는 전원부, E1은 압력식 유량 제어 장치용 전원, E2는 연산 제어부용 전원, E3은 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)용 전원, S는 신호 발생기, CP는 연산 제어부, CPa는 압력식 유량 연산 제어부, CPb는 빌드다운 모니터 유량 연산 제어부, PC는 연산 표시부, NR은 데이터 로거이다.1, N 2 is a gas supply source, RG is a pressure regulator, ECV is an electron driver, AV is a primary side switching valve (upstream valve), FCS is a pressure type flow control device, VP is a vacuum pump, P is a pressure sensor installed on the primary side of a control valve in a pressure type flow control device (FCS), P 0 is a pressure sensor output, E is a power source, E 1 is a pressure type flow rate control device for power, E 2 is the operation control part-forming power, E 3 is for the primary opening and closing the switching valve (upstream valve) the power, S is a signal generator, CP is operational and control, CPa is a pressure type flow rate calculation control section, CPb builds down monitor A flow calculation control unit, a PC is an operation display unit, and a NR is a data logger.

상기 빌드다운 용량(BC)은 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 출구측과 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 컨트롤 밸브(도시 생략)의 입구측 사이의 관로 공간 용적에 상당한다. 상기 관로의 길이나 내경 등의 조정, 또는 상기 관로에 개설된 빌드다운용 챔버(도시 생략)의 내용적의 조정에 의해 상기 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)은 1.78㏄와 9.91㏄, 4.6~11.6㏄ 및 1.58㏄~15.31㏄의 각 용적으로 스위칭 조정할 수 있도록 구성되어 있다.The build-down capacity BC is equivalent to the volume of the pipeline space between the outlet side of the primary side opening / closing switching valve (upstream valve) AV and the inlet side of the control valve (not shown) of the pressure type flow rate control device FCS do. (V) of the build-down capacity (BC) is adjusted to 1.78 cc and 9.91 cc by adjustment of the length or inner diameter of the pipe, or adjustment of the contents of the build-down chamber (not shown) 4.6 to 11.6 cc and 1.58 cc to 15.31 cc, respectively.

또한, 빌드다운용 챔버를 사용한 경우에는 후술의 실시예에서 설명하는 바와 같이 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 출구와 컨트롤 밸브(CV)의 입구 사이의 유로 내경을 1.8㎜로 하고, 또한 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 1.58㏄~15.31㏄로 선정하고 있다.When the build-down chamber is used, the inner diameter of the passage between the outlet of the primary side opening / closing switching valve (upstream valve) AV and the inlet of the control valve CV is 1.8 mm And the internal volume (V) of the build-down capacity (BC) is selected as 1.58 to 15.31 cc.

상기 연산 제어부(CP) 내의 빌드다운 모니터 유량 연산 제어부(CPb)에서는 후술하는 바와 같이 빌드다운 용량(BC)에 있어서의 압력 강하율을 이용하여 모니터 유량의 연산이 행하여지고, 또한 압력식 유량 연산 제어부(CPa)에서는 종전의 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 제어 연산부와 마찬가지로 오리피스(도시 생략)를 유통하는 유량의 연산 및 컨트롤 밸브(도시 생략)의 개폐 제어 등이 행하여진다.The build-down monitor flow rate calculation control unit CPb in the operation control unit CP calculates the monitor flow rate by using the pressure drop rate in the build-down capacity BC as described later, CPa), the calculation of the flow rate of the orifice (not shown) and the opening and closing control of the control valve (not shown) are carried out in the same manner as the control calculation section of the conventional pressure type flow rate control device FCS.

또한, 압력식 유량 제어 장치(FCS), 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV), 압력 조정기(RG) 및 기타 기기류는 모두 공지의 것이기 때문에, 여기에서는 그 설명을 생략한다.Further, since the pressure type flow rate control device (FCS), the primary side switching valve (upstream valve) AV, the pressure regulator RG, and other devices are all well known, their description is omitted here.

또한, 상기 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)는 개폐를 단시간 내에 행할 필요가 있기 때문에 피에조 구동식 메탈 다이어프램 밸브나 직동형 전자 밸브가 사용되지만, 파일럿 전자 밸브를 설치한 에어 작동 밸브여도 좋다.Since the primary side opening / closing switching valve (upstream valve) AV needs to be opened and closed within a short time, a piezo-driven metal diaphragm valve or a linear solenoid valve is used. However, It may be.

빌드다운식의 유량 측정부가 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 상류측에 배치될 수 있는 것은, 상술한 바와 같이 오리피스를 사용한 압력식 유량 제어 장치(FCS)가 가스 공급압 변동의 영향을 받기 어렵기 때문이다. 또한, 빌드다운 방식에 의해 고정밀도인 유량 측정이 가능한 것은 공지이다.The reason why the build-down type flow measuring part can be disposed on the upstream side of the pressure type flow control device (FCS) is that the pressure type flow control device (FCS) using the orifice is not affected by the gas supply pressure fluctuation . In addition, it is known that flow measurement with high accuracy can be performed by the build-down method.

즉, 빌드다운 방식에 있어서는 내용적(V)(ℓ)의 빌드다운 용량(BC) 내를 유통하는 유량(Q)은, 하기의 (1)식에 의해 산출할 수 있다.That is, in the build-down method, the flow rate Q flowing through the build-down capacity BC of the internal volume (V) (l) can be calculated by the following equation (1).

Figure pct00001
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단, 여기에서 V는 빌드다운 용량(BC)의 내용적(ℓ), ΔP/Δt는 빌드다운 용량(V)에 있어서의 압력 강하율, T는 가스 온도(℃)이다.Where V is the internal volume (L) of the build-down capacity (BC), ΔP / Δt is the pressure drop rate in the build-down capacity (V) and T is the gas temperature (° C.).

우선, 도 1의 시험 장치를 사용하여 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 상류측 압력을 400kPa abs, 강하 압력(압력차 ΔP)을 50kPa abs 이상으로 함과 아울러, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 4.6~11.6㏄로 해서 빌드다운 방식에 의한 유량 측정을 행하였다. 도 2는 이때의 압력 강하 상태를 나타내는 것이며 유량 그 자체는 비교적 정밀도 좋게 측정할 수 있지만, 압력 회복 시간(a)이 필요하기 때문에 측정 유량의 출력이 불연속하게 되고, 또한 1사이클에 요하는 시간이 수 초 이상이 되는 것을 알 수 있었다.First, by using the test apparatus shown in Fig. 1, the upstream pressure of the pressure type flow control device FCS is set to 400 kPa abs, the descending pressure (pressure difference AP) is set to 50 kPa abs or more, And the flow rate was measured by the build-down method with the enemy (V) of 4.6 to 11.6 cc. 2 shows the state of the pressure drop at this time and the flow rate itself can be measured with comparatively high precision. However, since the pressure recovery time (a) is required, the output of the measured flow rate becomes discontinuous and the time required for one cycle And it was found that it was several seconds or more.

즉, 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)를 개방으로 해서 압력이 규정값 이상의 압력이 될 때까지의 시간을 압력 회복 시간(a)이라고 하고, 또한 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)를 폐쇄로 해서 압력이 규정값 이하로까지 하강하는 시간을 유량 출력 가능 시간(b)이라고 하면, 상기 (a)와 (b)의 비율에 의해 유량 출력이 가능한 시간의 비율이 결정되게 된다. 또한, 이 유량 출력 가능 시간(b)은 FCS의 제어 유량, 빌드다운 용량의 내용적(V), 압력 하강 범위(ΔP)에 의해 결정되기 때문에, FCS의 제어 유량, 빌드다운 용량의 내용적(V) 및 압력 하강 범위(ΔP)를 보다 엄밀하게 검토하여 각각을 적당한 값으로 하지 않으면 빌드다운 방식에 의한 유량 측정을 리얼 타임 유량 모니터에 근접시킬 수 없는 것이 판명되었다.That is, the time from when the primary side switching valve (upstream valve) AV is opened to when the pressure becomes equal to or higher than the specified value is referred to as pressure recovery time (a), and the primary side switching valve (A) and (b), the time for which the flow rate can be output by the ratio of (a) and (b) . Since this flow output enable time (b) is determined by the control flow rate of the FCS, the internal volume (V) of the build-down capacity, and the pressure drop range (ΔP), the control flow of the FCS, V) and the pressure drop range (ΔP), it is proved that the flow measurement by the build-down method can not be brought close to the real time flow monitor unless the respective values are set to appropriate values.

한편, 리얼 타임 유량 모니터이기 위해서는 이상적으로는 연속적인 유량 출력이 필수가 되지만, 현실의 반도체 제조 장치 등의 운전에 있어서는 1초 동안에 적어도 1회 이상의 유량 출력을 얻을 수 있으면 거의 리얼 타임에 근접한 유량 모니터가 가능해진다.On the other hand, in order to realize a real-time flow monitor, it is necessary to continuously output a flow rate. However, in actual operation of a semiconductor manufacturing apparatus or the like, if the flow output can be obtained at least once per second, .

그래서, 본 발명자들은 빌드다운식에 의한 유량 측정에 있어서 1초 동안에 적어도 1회 이상의 유량 출력을 얻어서 리얼 타임에 근접한 유량 모니터를 가능하게 하기 위해서, 상기 압력차(ΔP) 및 빌드다운 용량의 내용적(V)을 보다 작게 해서 가스 재충전에 필요한 시간[압력 회복 시간(a)]을 짧게 하는 것을 착상하고, 또한 상기 착상에 의거하여 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V) 및 유량 측정시의 압력차(ΔP)의 감소에 의해 리얼 타임성의 확보가 가능한지의 여부를 검토함과 아울러, 유량 모니터 정밀도나 그 재현성 등에 대해서 각종 시험을 행하였다.Therefore, the inventors of the present invention found that the pressure difference (ΔP) and the build-up capacity of the build-down capacity are set so as to obtain a flow output at least once in one second in the flow measurement by the build- (V) of the build-down capacity (BC) and the flow rate (V) in the flow rate measurement are determined on the basis of the above- Whether or not the real time property can be ensured by reducing the pressure difference? P was examined, and various tests were performed on the flow monitor accuracy and reproducibility thereof.

[시험 1][Test 1]

우선, 도 1의 시험 장치에 있어서, 압력식 유량 제어 장치(FCS)로서 정격 유량이 F20, F200 및 F600(sccm)인 3종류의 FCS를 준비했다.First, in the test apparatus of Fig. 1, three kinds of FCS having rated flow rates of F20, F200 and F600 (sccm) were prepared as the pressure type flow rate control device (FCS).

또한, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 약 1.78㏄와 약 9.91㏄의 2종류로 설정했다. 또한, 9.91㏄의 빌드다운 용량(BC)은 배관 길이 및 배관 내경을 조정함으로써 용량의 조정을 행하였다.In addition, the internal volume (V) of the build-down capacity (BC) was set to two kinds of about 1.78 cc and about 9.91 cc. In addition, the build-down capacity (BC) of 9.91 cc was adjusted by adjusting the pipe length and pipe inner diameter.

또한, 유량 출력의 검출 가능 시간(b)은 0.5sec(0.25㎳×2000점)을 목표로 하고, 또한 시험 환경 온도는 23℃±1℃로 했다.The detection time b of the flow rate output was aimed at 0.5 sec (0.25 ms x 2000 points), and the test environment temperature was 23 deg. C 1 deg.

이어서, FCS 상류측 압력을 370kPa abs로 하고, 압력차(ΔP)=20kPa abs, 유량 N2=100sccm으로 설정(FCS측에서 설정)하고, 빌드다운 유량 측정시의 압력 회복 특성[압력 회복 시간(a)]을 측정했다.Then, the pressure difference (ΔP) = 20 kPa abs and the flow rate N 2 = 100 sccm (set at the FCS side) were set at 370 kPa abs and the pressure recovery characteristics [pressure recovery time a)] was measured.

도 3은 압력 회복 특성의 측정 결과를 나타내는 것이며, 또한 도 4는 그 확대도이다.Fig. 3 shows the measurement result of the pressure recovery characteristic, and Fig. 4 is an enlarged view thereof.

또한, 도 5는 그때의 압력 강하 특성을 나타내는 것이다.Fig. 5 shows the pressure drop characteristic at that time.

도 3 및 도 4로부터도 분명한 바와 같이, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 1.78㏄ 및 압력 하강 범위(ΔP)를 20kPa abs로 작게 함으로써 N2 유량 100sccm에 있어서도 재충전 시간[압력 회복 시간(a)]을 대폭 짧게 할 수 있어, 도 5에 나타내는 바와 같이 적어도 1초 이내의 간격으로 측정 유량 출력을 행할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.3 and 4, the internal volume (V) of the build-down capacity (BC) is reduced to 1.78 cc and the pressure falling range (P) is reduced to 20 kPa abs, so that even at the N 2 flow rate of 100 sccm, Time (a)] can be greatly shortened, and it is confirmed that the measured flow rate can be output at intervals of at least one second as shown in Fig.

시험 1에 관련해서, 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 개폐 속도가 압력 회복 시간(a)을 유량 출력 가능 시간(b)에 대하여 작게 하는 점에서 큰 영향을 가지는 것이 판명되었다. 그 때문에, 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)로서는 피에조 구동식 메탈 다이어프램 밸브나 전자 직부형 밸브가 바람직한 것이 판명되었다.It has been found that the opening and closing speed of the primary side opening and closing switching valve (upstream side valve) AV has a great influence in reducing the pressure recovery time (a) with respect to the flowable output possible time (b) . Therefore, it has been found that a piezo-driven metal diaphragm valve or an electronically-machined valve is preferable as the primary-side switching valve (upstream-side valve) AV.

또한, 압력 하강 범위(ΔP) 및 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)의 감소에 의한 압력 회복 시간(a)의 단축화는 압력 강하 시간[유량 출력 가능 시간(b)]의 단축화를 초래하게 되기 때문에, 측정 유량과 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)과 압력 강하 시간(b)의 관계가 특히 중요하게 되는 것이 판명되었다.The reduction of the pressure recovery time (a) due to the reduction of the internal volume (V) of the pressure drop range AP and the build-down capacity BC shortens the pressure drop time , It has been found that the relationship between the measured volume and the volume drop (V) of the build-down capacity (BC) and the pressure drop time (b) becomes particularly important.

Figure pct00002
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표 1은 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 1.78㏄로 했을 경우의 측정 유량(sccm)과 압력 강하 시간(sec)의 관계를 나타내는 것으로, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)이 1.78㏄인 경우에는 50sccm 이하의 유량이 아니면 1초간 이내에 1회 이상의 유량 출력을 행하는 것이 곤란해지고, 리얼 타임에 상당하는 유량 모니터를 행하는 것이 곤란해지는 것을 알 수 있다.Table 1 shows the relationship between the measured flow rate (sccm) and the pressure drop time (sec) when the internal volume (V) of the build-down capacity (BC) is 1.78 cc. V) is 1.78 cc, it is difficult to perform the flow output one or more times within one second unless the flow rate is 50 sccm or less, and it becomes difficult to perform the flow rate monitoring corresponding to the real time.

한편, 유량 출력 가능 시간(b)에 있어서의 압력 강하 특성은 직선성을 갖는 것이 측정 오차의 점에서 필요하고, 유량 산출이 가능한 범위는 압력 강하율이 일정한(즉, 직선성을 갖는 부분) 범위로 한정되게 된다.On the other hand, the pressure drop characteristic in the flow output possible time (b) is required in terms of measurement error to have linearity, and the range in which the flow rate calculation is possible is a range in which the pressure drop rate is constant It becomes limited.

도 6~도 8은 시험 1에 있어서 측정 유량이 100, 50 및 10sccm에 있어서의 압력 강하 특성의 형태를 조사한 결과를 나타내는 것으로, 어느 경우에 있어서나 빌드다운 직후에는 압력 강하 특성이 직선성을 상실한 것으로 된다. 또한, 이 경우의 빌드다운 용량(BC)은 1.78㏄이며, 유체는 N2 가스이다.Figs. 6 to 8 show the results of examining the shapes of the pressure drop characteristics at the measured flow rates of 100, 50 and 10 sccm in Test 1. In either case, immediately after the build-down, the pressure drop characteristic lost the linearity . In this case, the build-down capacity (BC) is 1.78 cc, and the fluid is N 2 gas.

상기 도 6~도 8에 나타내어져 있는 빌드다운 직후에 있어서의 직선성으로부터의 어긋남은, 압력 변화에 따른 가스의 단열 팽창에 의한 가스 내부 온도 변화에 기인해서 발생하는 것으로 상정된다. 그리고, 측정 유량이 작을수록 이 직선성으로부터의 어긋남은 커지는 경향이 있고, 이것에 의해 유량 산출이 가능한 시간폭이 좁혀지는 것을 알 수 있다.It is assumed that the deviation from the linearity immediately after the build-down shown in Figs. 6 to 8 occurs due to the change in the gas internal temperature due to the adiabatic expansion of the gas due to the pressure change. It can be seen that the deviation from this linearity tends to increase as the measured flow rate becomes smaller, thereby narrowing the time width for calculating the flow rate.

이어서, 압력 강하 특성 곡선의 직선성으로부터의 어긋남에 의한 유량 측정 오차를, 유량 측정 가능 시간(b)이 1초 이내인 경우에 대해서 0.25초마다 5점 측정함으로써 계측했다.Subsequently, the flow rate measurement error due to the deviation of the pressure drop characteristic curve from the linearity was measured by measuring five points every 0.25 seconds when the flow rate measurable time (b) was within 1 second.

즉, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 1.78㏄ 및 9.91㏄로 하고, 압력 하강 범위(ΔP)를 20kPa abs, 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 폐쇄로부터 유량 안정까지의 시간을 1초로 해서 0.25sec마다 유량을 산출하여 제어 유량에 대한 산출 유량의 오차를 검토했다.That is, assuming that the internal volume V of the build-down capacity BC is 1.78 cc and 9.91 cc, the pressure drop range AP is 20 kPa abs, the flow rate from the closing of the primary side switching valve (upstream valve) The flow rate was calculated every 0.25 sec with the time to stabilization being 1 second, and the error of the calculated flow rate with respect to the control flow rate was examined.

도 9 및 도 10은 그 결과를 나타내는 것으로, 어느 경우나 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 폐쇄로부터 0.25sec 이상 경과함으로써 오차가 대폭 감소하는 것을 알 수 있었다. 즉, 압력 강하 특성 곡선이 직선에 근접함에 따라 오차가 감소하는 것이 확인되었다.Fig. 9 and Fig. 10 show the results. It can be seen that, in any case, the error largely decreases when 0.25 sec or more elapses from the closing of the primary side switching valve (upstream valve) AV. That is, it was confirmed that the error decreases as the pressure drop characteristic curve approaches the straight line.

또한, 표 2는 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)과, 측정 유량과, 압력 강하 시간(b)의 관계를 나타내는 것으로, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)=1.78㏄의 경우에는 유량 20~50sccm일 때에 약 1초 이내의 간격으로 유량 출력을 행할 수 있게 된다.Table 2 shows the relationship between the internal volume (V) of the build-down capacity (BC), the measured flow rate and the pressure drop time (b). The internal volume (V) of the build- The flow rate output can be performed at an interval of about 1 second or less at a flow rate of 20 to 50 sccm.

또한, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)=9.91㏄의 경우에는 유량 100~200sccm일 때에 약 1초 이내의 간격으로 유량 출력이 가능한 것을 알 수 있다.Also, when the internal volume (V) of the build-down capacity (BC) is 9.91 cc, the flow rate can be output at intervals of about 1 second or less at a flow rate of 100 to 200 sccm.

Figure pct00003
Figure pct00003

또한, 재현성의 확인을 위해서 도 9에 대응하는 측정을 반복해서 행하였을 경우의 유량 정밀도를 조사했다.Further, in order to confirm the reproducibility, the flow rate accuracy in the case where the measurement corresponding to Fig. 9 was repeated was examined.

즉, 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)를 폐쇄로 하고나서 0.5~1sec 동안에 유량 산출(3점)을 행하였다. 또한, 강하 시간이 1sec 미만인 경우에는 최종점으로부터 0.5sec까지의 데이터를, 또한 상기 표 2의 50sccm(V=1.79㏄) 및 200sccm(V=9.91㏄)에 대해서는 0.25초 동안의 데이터(2점)를 이용하여 유량 연산을 행하고 있다.That is, the flow rate calculation (3 points) was performed for 0.5 to 1 sec after closing the primary side switching valve (upstream valve) AV. When the descending time is less than 1 sec, the data from the final point to 0.5 sec is obtained. Further, the data (2 points) for 50 sccm (V = 1.79 cc) and 200 sccm (V = 9.91 cc) The flow rate calculation is performed.

도 11은 반복 측정(10회)을 행하였을 경우의 유량 정밀도의 측정 데이터를 나타내는 것으로, 압력 강하 시간(b)이 0.5초 이하인 경우에는 도 7에 나타내는 바와 같이 압력 강하 특성 곡선의 비직선 영역 내에서 유량 연산이 행하여지기 때문에, 유량 오차가 도 11과 같이 플러스 방향으로 출현하는 경향이 있는 것을 알 수 있다.Fig. 11 shows measurement data of flow accuracy when repeated measurement (10 times) is performed. When the pressure drop time b is 0.5 seconds or less, as shown in Fig. 7, It is found that the flow rate error tends to appear in the positive direction as shown in Fig.

또한, 빌드다운 방식에 의한 유량(Q)은 상기 (1)식으로부터도 분명한 바와 같이 Q=K×(빌드다운 용량×압력 강하율×1/온도)의 관계에 있다. 그 결과, 압력 변화에 의한 단열팽창에 의해 온도 강하가 발생해도 압력 강하율이 커져서 연산 유량(Q)은 일정해질 것으로 상정되지만, 현실에는 연산 유량이 상승하게 된다. 그 이유는 가스 온도의 측정을 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 바디 외표면에서 행하고 있기 때문에 온도 계측값이 실온에 지배되기 쉽고, 또한 가스 자체의 열용량이 작은데도 불구하고 온도 센서의 열용량이 크기 때문에 가스 온도가 정확하게 측정되고 있지 않기 때문이라고 상정된다.Also, the flow rate Q by the build-down method is in a relationship of Q = K × (build-down capacity × pressure drop rate × 1 / temperature) as is clear from the above formula (1). As a result, even if a temperature drop occurs due to the monotonic expansion due to the pressure change, the pressure drop rate increases and the calculated flow rate Q is assumed to be constant, but in reality, the calculated flow rate increases. This is because the measurement of the gas temperature is performed on the outer surface of the body of the pressure type flow rate controller (FCS), so that the temperature measurement value tends to be dominated by the room temperature, and the heat capacity of the temperature sensor is small It is assumed that the gas temperature is not accurately measured.

본 발명은 상기 각 시험의 결과를 기초로 해서 창작된 것으로, 상류측에 설치한 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)와, 그 하류측에 설치한 압력식 유량 제어부(FCS)와, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)와 압력식 유량 제어부(FCS)를 연결하여 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 모니터 유량(Q)을 압력식 유량 제어부(FCS)에 전송하는 신호 전송 회로(CT)와, 압력식 유량 제어부(FCS)에 설치되어 상기 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)로부터의 모니터 유량(Q)에 의해 압력식 유량 제어부(FCS)의 설정 유량(Qs)을 조정하는 유량 설정값 조정 기구(QSR)로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention is based on the results of the above tests, and includes a build-down type flow monitor unit (BDM) installed on the upstream side, a pressure type flow rate control unit (FCS) provided on the downstream side thereof, A signal transmission circuit CT for connecting the flow rate monitor unit BDM and the pressure type flow rate control unit FCS to transmit the monitor flow rate Q of the build-down type flow rate monitor unit BDM to the pressure type flow rate control unit FCS, A flow rate setting value adjustment unit that is provided in the pressure type flow rate control unit FCS and adjusts the set flow rate Qs of the pressure type flow rate control unit FCS based on the monitor flow rate Q from the build-down type flow rate monitor unit BDM, And a mechanism (QSR).

압력식 유량 제어부(FCS)는 압력 센서를 포함하는 유량 제어부로 할 수 있다.The pressure type flow rate controller FCS may be a flow rate controller including a pressure sensor.

유량 설정값 조정 기구(QSR)는 모니터 유량(Q)과 설정 유량(Qs)의 비교기를 구비하고, 모니터 유량(Q)과 설정 유량(Qs)의 차이가 설정값을 초과하면 설정 유량(Qs)을 모니터 유량(Q)으로 자동 수정하는 구성의 유량 설정값 조정 기구로 할 수 있다.The flow rate setting value adjustment mechanism QSR is provided with a comparator of the monitor flow rate Q and the set flow rate Qs and sets the set flow rate Qs when the difference between the monitor flow rate Q and the set flow rate Qs exceeds the set value. To the monitor flow rate (Q).

빌드다운식 유량 모니터부(BDM)는 가스 공급원으로부터의 가스의 유통을 개폐하는 1차측 개폐 스위칭 밸브(PV1)와, 1차측 개폐 스위칭 밸브(PV1)의 출구측에 접속된 소정의 내용적(V)을 갖는 빌드다운 용량(BC)과, 상기 빌드다운 용량(BC)을 유통하는 가스의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 빌드다운 용량(BC)을 유통하는 가스의 압력을 검출하는 압력 센서(P3)와, 상기 1차측 개폐 스위칭 밸브(PV1)의 개폐 제어를 행함과 아울러 1차측 개폐 스위칭 밸브(PV1)의 개방에 의해 빌드다운 용량(BC) 내의 가스 압력을 설정 상한 압력값으로 한 후, 1차측 개폐 스위칭 밸브(PV1)의 폐쇄에 의해 소정 시간(t초) 후에 가스 압력을 설정 하한 압력값까지 하강시킴으로써 빌드다운식에 의해 모니터 유량(Q)을 연산해서 출력하는 모니터 유량 연산 제어부(CPb)를 구비하고, 상기 모니터 유량(Q)을The build-down type flow monitor unit (BDM) includes a primary side opening / closing switching valve (PV 1 ) for opening and closing the flow of gas from the gas supply source, a primary side opening / closing switching valve (PV 1 ) connected to the outlet side of the primary side opening / (BC), a temperature sensor for detecting a temperature of a gas flowing through the build-down capacity (BC), a pressure sensor for detecting a pressure of gas flowing through the build- sensor (P 3) and the primary-side opening and closing the switching valve (PV 1) setting a gas pressure in the down capacity (BC) built by the opening and closing control to the opening of the addition, the primary side switching switch valves (PV 1) and works the upper limit pressure the given value, outputting by operation of the monitor flow rate (Q) by the down expression built by lowering to the primary-side opening and closing the switching valve (PV 1) after a predetermined time (t seconds) by the closing setting a gas pressure lower limit pressure value And a monitor flow calculation control unit (CPb) A group monitor the flow rate (Q)

Figure pct00004
Figure pct00004

[단, T는 가스 온도(℃), V는 빌드다운 용량(BC)의 내용적(ℓ), ΔP는 압력 강하 범위(설정 상한 압력값-설정 하한 압력값)(Torr), Δt는 1차측 개폐 스위칭 밸브(AV)의 폐쇄로부터 개방까지의 시간(sec)임]로 해서 연산하는 구성으로 할 수 있다.ΔP is the pressure drop range (set upper limit pressure value-set lower limit pressure value) (Torr), Δt is the pressure drop range of the primary side And the time (sec) from the closing to the opening of the switching valve AV).

압력식 유량 제어부(FCS)는 컨트롤 밸브(CV)와 오리피스(OL) 또는 임계 노즐과 압력계(P1) 및 또는 압력계(P2)와 유량 연산 제어부(CPa)로 이루어지는 내압력 변동성을 구비한 압력식 유량 제어 장치(FCS)라고 할 수 있다.The pressure type flow rate control unit FCS is a pressure type flow rate control unit having a pressure control unit FCS having pressure fluctuation inside pressure control valve CP consisting of control valve CV and orifice OL or critical nozzle and pressure gauge P 1 and / or pressure gauge P 2 , It can be said to be a type flow control device (FCS).

빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 0.5~20㏄로 함과 아울러, 설정 상한 압력값을 400~100kPa abs 및 설정 하한 압력값을 350kPa abs~50kPa abs로, 또한 소정 시간(t)을 0.5~5초 이내로 할 수 있다.(V) of the build-down capacity (BC) is set to 0.5 to 20 cc and the set upper limit pressure value is set to 400 to 100 kPa abs and the set lower limit pressure value is set to 350 kPa abs to 50 kPa abs, Can be made within 0.5 to 5 seconds.

1차측 개폐 스위칭 밸브(AV)를 피에조 구동식 메탈 다이어프램 밸브 또는 전자 직동형 전동 밸브로 함과 아울러, 밸브의 고속 개폐에 의해 1차측 개폐 스위칭 밸브(AV)의 개방에 의한 설정 하한 압력값으로부터 설정 상한 압력값으로의 가스 압력의 회복 시간을, 1차측 개폐 스위칭 밸브(AV)의 폐쇄에 의한 설정 상한 압력값으로부터 설정 하한 압력값까지의 가스 압력 하강 시간보다 대폭 짧게 하도록 할 수 있다.(AV) as a piezo-driven metal diaphragm valve or an electronically-directing type electrically operated valve, and also set from the set lower limit pressure value by opening the primary side opening / closing switching valve (AV) The recovery time of the gas pressure to the upper limit pressure value can be made much shorter than the gas pressure decrease time from the upper limit pressure value set by the closing of the primary side switching valve AV to the set lower pressure value.

압력식 유량 제어부(FCS)의 유량 연산 제어부(CPa)와 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 연산 제어 장치(CPb)를 일체적으로 형성하는 구성으로 할 수 있다.The flow rate calculation control unit CPa of the pressure type flow rate control unit FCS and the operation control unit CPb of the build-down type flow rate monitor unit BDM may be integrally formed.

빌드다운 용량(BC)을 챔버로 함과 아울러 상기 챔버를 내통과 외통을 동심 형상으로 설치 고정한 구조로 함과 아울러, 챔버를 형성하는 내·외통 사이의 간극을 가스 유통로로 하고 상기 챔버에 압력 센서(P3)를 설치하는 구성으로 할 수 있다.The chamber has a build-down capacity (BC) as a chamber, and the chamber has a structure in which an inner-to-outer cylinder is fixedly installed concentrically, and a gap between the inner and outer cylinders forming the chamber is set as a gas- It may be configured to install a sensor (P 3).

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

본 발명에 있어서는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치를 상류측에 설치한 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)와, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 하류측에 설치한 압력식 유량 제어부(FCS)와, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)와 압력식 유량 제어부(FCS)를 연결하여 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 모니터 유량(Q)을 압력식 유량 제어부(FCS)에 전송하는 신호 전송 회로(CT)와, 압력식 유량 제어부(FCS)에 설치되어 상기 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)로부터의 모니터 유량(Q)에 의해 압력식 유량 제어부(FCS)의 설정 유량(Qs)을 조정하는 유량 설정값 조정 기구(QSR)로 구성되고, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 모니터 유량에 의해 압력식 유량 제어부(FCS)의 설정 유량값을 자동적으로 조정하도록 하고 있다.In the present invention, a flow-down type flow rate monitoring device (BDM) provided upstream of the flow rate monitoring device with a flow monitor, a pressure type flow rate control part (FCS) provided downstream of the build-down type flow rate monitoring part (BDM) , A signal transmission circuit for transmitting the monitor flow rate Q of the build-down type flow monitor unit (BDM) to the pressure type flow rate control unit (FCS) by connecting the build-down type flow monitor unit (BDM) and the pressure type flow rate control unit (FCS) And the set flow rate Qs of the pressure type flow rate control unit FCS is adjusted by the monitor flow rate Q from the build-down type flow rate monitor unit BDM installed in the pressure type flow rate control unit FCS And a flow rate setting value adjusting mechanism QSR for automatically adjusting the set flow rate value of the pressure type flow rate control section FCS by the monitor flow rate of the build-down type flow rate monitor section BDM.

그 결과, 모니터 유량값(오리피스를 유통하는 실유량값)과 압력식 유량 제어부(FCS)의 설정 유량값(제어 유량값)이 크게 달랐던 상태가 장기에 걸쳐서 계속되는 것이 모두 없어지고, 반도체 제품의 품질 향상 등의 점에서 많은 효용이 얻어진다.As a result, the state in which the monitor flow rate value (the actual flow rate value flowing through the orifice) and the set flow rate value (control flow rate value) of the pressure type flow rate control section FCS are continuously maintained for a long period of time, And the like.

또한, 압력식 유량 제어부(FCS)의 상류측에 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)를 설치하고, 압력식 유량 제어장부의 입력측 압력 변동에 대한 고응답성을 활용하여 압력식 유량 제어부(FCS)의 입력측 압력 변동이 허용되는 범위 내의 가스 압력차에 대응하는 압력 강하(ΔP)를 상기 빌드다운 용량(BC) 내에 1초 동안에 1회 이상의 비율로 발생시켜, 상기 압력 강하율(ΔP/Δt)과 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)과 가스 온도(K)로부터 1초 동안에 적어도 1회 이상의 모니터 유량을 연산해서 출력할 수 있도록 상기 압력 강하값(압력차 ΔP), 압력 강하 시간(Δt) 및 빌드다운 용량(BC)의 내용량(V)을 설정하는 구성으로 하고 있다.Further, a build-down type flow rate monitor (BDM) is provided on the upstream side of the pressure type flow rate control unit (FCS), and a pressure type flow rate control unit (FCS) is used by utilizing a high response to the input side pressure fluctuation of the pressure type flow rate control unit. (P) corresponding to the gas pressure difference within a range in which the input side pressure fluctuation of the input side pressure fluctuation of the input side pressure fluctuation of the input pressure (Pressure difference? P), pressure drop time (? T) so as to calculate and output at least one monitoring flow rate in one second from the internal volume (V) of the down capacity (BC) and the gas temperature (K) And the content amount V of the build-down capacity BC are set.

그 결과, 상기 압력 강하값(압력차)(ΔP)을 대략 20~30kPa abs로, 압력 강하 시간(Δt)을 0.5~0.8sec로, 및 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 1.8~18㏄로 설정함으로써 적어도 1초 동안당 1회 이상의 비율로 모니터 유량을 고정밀도로 연산하여 출력하는 것이 가능해지고, 빌드다운 방식의 이용에도 불구하고 대략 리얼 타임에 근접한 고정밀도인 유량 모니터가 가능해진다.As a result, the pressure drop (ΔP) is set to about 20 to 30 kPa abs, the pressure drop time (Δt) is set to 0.5 to 0.8 sec, and the internal volume (V) of the build- To 18 cc, it is possible to calculate and output the monitor flow rate at a rate of once or more per one second for at least one second, and it is possible to provide a high-precision flow monitor close to real time in spite of the use of the build-down method .

또한, 종전의 열식 유량 센서를 조합하는 방식과 비교하여 유량 모니터 부착 압력식 유량 제어 장치의 대폭적인 구조의 간소화, 소형화와 제조비의 인하가 가능해지고, 유량 모니터 부착 유량 제어 장치의 부가가치가 현저하게 향상된다.In addition, compared with a system in which conventional thermal type flow sensors are combined, the structure of the pressure type flow rate control apparatus with a flow monitor can be simplified, miniaturization and manufacturing cost can be reduced, and the value added of the flow rate control apparatus with a flow monitor is remarkably improved do.

도 1은 빌드다운식 유량 모니터 부착 압력식 유량 제어 장치의 유량 모니터 특성을 측정하기 위한 시험 장치의 개요 구성도이다.
도 2는 빌드다운식 유량 모니터의 압력 강하 상태의 설명도이다.
도 3은 빌드다운 유량 측정시의 압력 회복 특성 곡선의 일례를 나타내는 것이다.
도 4는 도 4의 부분 확대도이다.
도 5는 시험 1에 있어서의 압력 회복 특성 곡선을 나타내는 것이다.
도 6은 압력 강하 특성의 형태를 나타내는 것이다(제어 유량=100sccm).
도 7은 압력 강하 특성의 형태를 나타내는 것이다(제어 유량=50sccm).
도 8은 압력 강하 특성의 형태를 나타내는 것이다(제어 유량=10sccm).
도 9는 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 폐쇄로부터의 경과 시간과 유량 안정성의 관계를 나타내는 선도이다[빌드다운 용량(BC)=1.78㏄].
도 10은 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브) 밸브(AV)의 폐쇄로부터의 경과 시간과 유량 안정성의 관계를 나타내는 선도이다[빌드다운 용량(BC)=9.91㏄].
도 11은 10회 반복 측정에 있어서의 유량 정밀도를 나타내는 것이다.
도 12는 본 발명에 의한 유량 모니터 부착 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성을 나타내는 계통도이다.
도 13은 본 발명에 의한 빌드다운식의 유량 모니터 부착 압력식 유량 제어 장치의 종단면 개요도이다.
도 14는 실시예에서 사용한 각 챔버 A~E에 있어서, 측정 가능 시간을 1초 이하로 했을 경우의 가스 유량(sccm)과 압력 강하의 경사(kPa/sec)의 관계를 나타내는 선도이다.
도 15는 본 실시예에서 사용한 각 챔버 A~E의 압력 강하의 경사가 20kPa/sec에 있어서의 압력 강하 특성의 형태를 나타내는 것이다.
도 16은 본 실시예에서 사용한 각 챔버 A~E의 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)(AV)의 폐쇄로부터의 경과 시간과 유량 안정성의 관계를 나타내는 선도이다.
도 17은 본 실시형태에서 사용한 챔버 A 및 챔버 B의 반복 측정에 있어서의 유량 정밀도(%S.P.)와 유량(sccm)의 관계를 나타내는 선도이다.
도 18은 본 실시형태에서 사용한 챔버 A 및 챔버 B의 반복 측정에 있어서의 유량 정밀도(%S.P.)와 압력 강하의 경사(kPa/sec)의 관계를 나타내는 선도이다.
도 19는 종전의 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성도이다.
도 20은 종전의 유량 모니터 부착 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성도이다.1 is a schematic diagram of a test apparatus for measuring a flow rate monitor characteristic of a pressure type flow rate control apparatus with a build-down type flow rate monitor.
2 is an explanatory diagram of a pressure drop state of a build-down type flow monitor.
3 shows an example of a pressure recovery characteristic curve at the time of measuring the build-down flow rate.
4 is a partial enlarged view of Fig.
Fig. 5 shows the pressure recovery characteristic curve in Test 1. Fig.
Figure 6 shows the form of the pressure drop characteristic (control flow rate = 100 sccm).
Figure 7 shows the form of the pressure drop characteristic (control flow rate = 50 sccm).
Figure 8 shows the form of the pressure drop characteristic (control flow rate = 10 sccm).
9 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the closing of the primary side opening / closing switching valve (upstream side valve) AV and the flow rate stability (build-down capacity BC = 1.78 cc).
10 is a diagram showing the relationship between the elapsed time from the closing of the primary side opening and closing switching valve (upstream valve) valve AV and the flow rate stability (build-down capacity (BC) = 9.91 cc).
Fig. 11 shows the flow accuracy in 10 repeated measurements.
12 is a systematic diagram showing a basic configuration of a pressure type flow rate control apparatus with a flow monitor according to the present invention.
13 is a longitudinal sectional view of a pressure-type flow rate control apparatus with a build-down type flow monitor according to the present invention.
14 is a graph showing the relationship between the gas flow rate (sccm) and the slope of the pressure drop (kPa / sec) when the measurable time is 1 second or less in each of the chambers A to E used in the embodiment.
Fig. 15 shows the shape of the pressure drop characteristic when the inclination of the pressure drop of each of the chambers A to E used in this embodiment is 20 kPa / sec.
16 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the closing of the primary side switching valve (upstream valve) AV and the stability of the flow rate in each of the chambers A to E used in the present embodiment.
17 is a graph showing the relationship between the flow rate accuracy (% SP) and the flow rate (sccm) in the repeated measurement of the chambers A and B used in the present embodiment.
18 is a graph showing the relationship between the flow rate accuracy (% SP) and the slope of the pressure drop (kPa / sec) in repeated measurement of the chambers A and B used in the present embodiment.
19 is a basic configuration diagram of a conventional pressure type flow rate control device.
20 is a basic configuration diagram of a conventional pressure type flow rate control apparatus with a flow monitor.

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 12는 본 발명에 의한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치의 기본 구성을 나타내는 계통도로, 상기 유량 모니터 부착 유량 제어 장치는 빌드다운부(BDM)와 압력식 유량 제어부(FCS)와 양자간을 연결하는 신호 전송 회로(디지털 통신 회로)(CT)로 구성되어 있다.FIG. 12 is a systematic diagram showing a basic configuration of a flow rate control apparatus with a flow monitor according to the present invention. The flow rate control apparatus with a flow monitor has a signal connecting a build-down unit (BDM), a pressure type flow rate control unit (FCS) And a transmission circuit (digital communication circuit) (CT).

또한, 도 12에 있어서 PV1은 입구측 스위칭 밸브, PV2는 출구측 스위칭 밸브, BC는 빌드다운 용량, P3은 차압 검출용 압력 센서, CPb는 모니터 유량 연산 제어부, VB1은 모니터 입구측 블록, VB2는 모니터 출구측 블록이다.Also, PV 1 has an inlet side switching valve, according to Fig. 12 PV 2 is the outlet switching valve, BC is the build-down capacitor, P 3 is a differential pressure detecting pressure sensor, CPb is monitoring the flow rate operation control, VB 1 monitors the inlet Block, VB 2 is the monitor exit block.

또한, 도 12에 있어서 CV는 컨트롤 밸브, CPa는 유량 연산 제어부, OL1은 소경 오리피스, OL2는 대경 오리피스, P1은 제 1 압력 센서, P2는 제 2 압력 센서, VB3은 유량 제어부 입구측 블록, VB4는 유량 제어부 출구측 블록, VB5는 연결용 블록, SK는 연결부의 개스킷이다.In addition, in FIG. 12 CV is a control valve, CPa is the flow rate calculation control section, OL 1 is a small diameter orifice, OL 2 is a large-diameter orifice, P 1 is a first pressure sensor, P 2 is a second pressure sensor, VB 3 is a flow rate controller the inlet block, VB is the flow rate control unit 4 the outlet block, VB is a block 5 for connection, SK is a gasket of the connection.

또한, 압력식 유량 제어부(FCS)에는 설정 유량 조정 기구(QSR)가 설치되어 있고, 미리 설정된 유량값(Qs)이 신호 전송 회로(CT)를 통해서 입력된 빌드다운 유량(Q)과 비교기(도시 생략)에 의해 비교되어, 양자의 차이가 규정 이상의 유량값이 되면 자동적으로 설정 유량값(Qs)이 Qs'로 수정되고 압력식 유량 제어부(FCS)의 유량 제어값이 빌드다운 유량(Q)에 합치되도록 조정된다. 즉, 실유량이 빌드다운 유량(Q)에 합치되도록 조정된다.The set flow rate adjustment mechanism QSR is provided in the pressure type flow rate controller FCS and the preset flow rate value Qs is compared with the build-down flow rate Q input through the signal transmission circuit CT and the comparator (Qs) is automatically corrected to Qs' and the flow control value of the pressure-type flow controller (FCS) is compared with the build-down flow rate (Q) Are adjusted to match. That is, the actual flow rate is adjusted to conform to the build-down flow rate (Q).

또한, 도 12에 있어서는 온도 검출 센서(T), 필터(F) 등은 생략되어 있고, 또한 압력식 유량 제어부(FCS)는 어떤 형식의 것, 예를 들면 오리피스가 1기인 것이어도 좋은 것은 물론이고, 또한 압력식 유량 제어부(FCS)나 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 기본 구성 그 자체는 공지이기 때문에, 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다.12, the temperature detection sensor T, the filter F, and the like are omitted, and the pressure type flow rate controller FCS may be of any type, for example, one orifice , And the basic constitution itself of the pressure type flow control unit (FCS) or the build-down type flow rate monitoring unit (BDM) is known, and a detailed description thereof will be omitted here.

도 12를 참조하여, 가스 입구(1)로부터 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)에 유입된 압력 500~320kPa abs의 가스는 입구측 피에조 스위칭 밸브(PV1), 챔버식의 빌드다운 용량(BC), 출구측 피에조 스위칭 밸브(PV2)의 순으로 유통되고, 모니터 유량 연산 제어부(CPb)에 의해 모니터 유량(Q)이 연산되어 이것이 압력식 유량 제어부(FCS)의 설정 유량 조정 기구(QSR)에 입력된다.12, the gas having a pressure of 500 to 320 kPa abs introduced from the gas inlet 1 into the build-down type flow monitor unit BDM flows through the inlet side piezo switching valve PV 1 , the chamber type build- And the outlet side piezo switching valve PV 2 are connected in this order and the monitored flow rate Q is calculated by the monitoring flow rate calculation control unit CPb and this is transmitted to the set flow rate adjustment mechanism QSR of the pressure type flow rate control unit FCS, .

또한, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)로부터 유출된 가스는 컨트롤 밸브(CV), 소경 오리피스(OL1) 및 또는 대경 오리피스(OL2)를 통과하여 가스 출구(2)로부터 유출된다. 그 동안에, 상기 유량 연산 제어부(CPa)가 오리피스 유통 가스 유량을 연산함과 아울러, 컨트롤 밸브(CV)의 개폐 제어나 오리피스 스위칭 밸브(OL V)의 개폐 제어를 한다.The gas discharged from the build-down type flow monitor unit BDM flows out of the gas outlet 2 through the control valve CV, the small-diameter orifice OL 1 and the large-diameter orifice OL 2 . In the meantime, the flow rate calculation control unit CPa calculates the orifice flow rate and controls the opening and closing of the control valve CV and the opening and closing of the orifice switching valve OL V.

또한, 상기 유량 연산 제어부(CPa)의 설정 유량 조정 기구(QSR)에서는 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)로부터의 모니터 유량(Q)과 오리피스 유통 유량[즉, 유량 연산 제어부(CPa)에서의 제어 유량]이 비교되어, 양자의 차이가 미리 정한 설정값을 초과하면 압력식 유량 제어부(FCS)의 제어 유량을 상기 모니터 유량(Q)에 합치시키도록 설정 유량(Qs) 쪽을 조정하고, 이것을 Qs'로 자동 수정한다.The set flow rate adjustment mechanism QSR of the flow rate calculation controller CPa calculates the monitor flow rate Q from the build-down type flow rate monitor BDM and the flow rate of the orifice flow (that is, the control from the flow rate calculation controller CPa) The flow rate of the set flow Qs is adjusted so that the control flow rate of the pressure type flow rate controller FCS is made to coincide with the monitor flow rate Q. If the difference is larger than the predetermined value Qs '.

즉, 본 발명의 요부를 형성하는 빌드다운식 유량 모니터 제어부(CPb)는 입구측(상류측) 피에조 스위칭 밸브(PV1)의 개폐 제어나, 차압 검출 압력 센서(P3), 온도 검출 센서(T)(도 12에서는 생략) 및 양쪽 스위칭 밸브(PV1, PV2)간의 빌드업 용량(BC)의 용적(V) 등으로부터 빌드다운 유량(Q)을 연산하고, 이것을 유량 연산 제어부(CPa)로 출력한다.That is, the build-down type flow monitor control unit CPb forming the main part of the present invention controls opening / closing of the inlet side (upstream side) piezo switching valve PV 1 , control of the pressure difference detection pressure sensor P 3 , T) (not shown in FIG. 12) and both the changeover valve (PV 1, PV 2) build volume (V) down the flow rate (Q) operations, this flow operation control unit (CPa the build from, etc.) of the up capacity (BC) between the .

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 유량 모니터 부착 유량 제어 장치에서는 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)에서 압력 강하율(ΔP/Δt)의 측정이나 모니터 유량(Q)의 연산이 행하여지고, 모니터 유량 연산 제어부(CPb)에 외부 입출력 회로(PIO)를 통해서 지령 신호 및 또는 설정 신호를 입력함으로써 모니터 유량이 적어도 1초 동안에 1회의 비율로 모니터 표시됨과 아울러, 상기 압력식 유량 제어부(FCS)의 제어 유량값의 수정, 보정이 자동적으로 행하여진다.As described above, in the flow rate control apparatus with a flow monitor according to the present invention, the measurement of the pressure drop rate (DELTA P / DELTA t) and the calculation of the monitor flow rate Q are carried out in the build-down type flow rate monitor (BDM) The monitor flow rate is monitored and displayed at a rate of once per second for at least one second by inputting a command signal and / or setting signal to the control unit CPb via the external input / output circuit PIO, and the control flow rate value Is automatically corrected and corrected.

또한, 압력식 유량 제어 장치(FCS)나 빌드다운식 유량 모니터부(BDM) 자체는 공지이기 때문에, 여기에서는 그 상세한 설명은 생략한다.Further, since the pressure type flow rate control device (FCS) and the build-down type flow rate monitoring part (BDM) themselves are known, a detailed description thereof will be omitted here.

또한, 모니터 유량 출력(Q)[모니터 유량 연산 제어부(CPb)로부터의 유량 출력]과 압력식 유량 제어부(FCS)의 유량 출력[압력식 유량 연산 제어부(CPa)로부터의 유량 출력] 사이에 설정값 이상의 차이가 발생했을 경우에 유량 이상 경보를 발신, 또는 필요할 경우에는 소위 압력식 유량 제어 장치(FCS)의 유량 자기 진단을 실시해서 유량 이상의 원인이나 그 발생 장소를 특정하는 것도 가능하고, 또한 설정값 이상의 유량 차이가 발생했을 경우에는 압력식 유량 제어부(FCS) 자체의 영점조정 등을 자동적으로 실시하는 것 등도 가능하다.Between the monitor flow rate output Q (flow rate output from the monitor flow rate calculation control unit CPb) and the flow rate output from the pressure type flow rate control unit FCS (flow rate output from the pressure type flow rate calculation control unit CPa) The flow rate abnormality alarm is issued when necessary, or the flow rate self diagnosis of the so-called pressure type flow rate control device (FCS) is performed, It is possible to perform automatic adjustment of the zero point of the pressure-type flow control unit (FCS) itself or the like.

또한, 본 실시형태에 있어서는 입구(상류)측 스위칭 밸브 등을 피에조 구동식 밸브로 하고 있지만, 이것들을 직동형의 전자 구동 밸브로 해도 좋다. 또한, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)은 1.78~9.91㏄의 범위로 선정하고 있다. 또한, 압력 강하 범위(ΔP)는 20kPa abs(350~320kPa abs)로 선정되어 있어, 적어도 1초 동안에 1회 이상의 모니터 유량을 출력하는 구성으로 하고 있다. 또한, 상기 온도 검출 센서(T)(도시 생략)는 외면 부착형의 측온 저항식 온도 센서로 하고 있지만, 모니터 입구측 블록(VB1) 또는 모니터 출구측 블록(VB2)의 내부에 삽입되는 서모스탯형 온도계를 사용하는 것도 가능하다.In the present embodiment, the inlet (upstream) side switching valve or the like is a piezo-driven valve, but these may be a direct-acting electromagnetic drive valve. In addition, the internal volume (V) of the build-down capacity (BC) is selected in the range of 1.78 to 9.91 cc. Further, the pressure drop range? P is selected to be 20 kPa abs (350 to 320 kPa abs), so that the monitor flow rate is output at least once per one second. Further, the temperature sensor (T) (not shown) however, the temperature-measuring resistive temperature sensor of the external surface-mounted, monitor the inlet block (VB 1) or monitoring the outlet side block thermopile is inserted into the (VB 2) It is also possible to use a stat type thermometer.

또한, 본 실시형태에서는 빌드다운 용량(BC)으로서 후술하는 바와 같이 압력 센서 부착 챔버를 사용하고 있지만, 상기 빌드다운 용량(BC)을 가스 유로의 내용적으로 형성하고, 가스 유로의 내경 및 유로 길이를 적당하게 선정함으로써 소망의 내용적(V)의 빌드다운 용량(BC)을 얻는 구성으로 해도 좋다.In the present embodiment, the chamber with the pressure sensor is used as the build-down capacity BC as described later. However, the build-down capacity BC is formed inside the gas passage, and the inner diameter and the length of the gas passage May be appropriately selected so as to obtain the build-down capacity (BC) of the desired internal volume (V).

[실시예][Example]

도 13은 본 발명의 실시예에 의한 빌드다운식 유량 모니터 부착 유량 제어 장치의 종단면 개요도이다. 상기 실시예에서는 빌드다운 용량(BC)으로서 압력 센서 부착 챔버(CH)를 사용하고, 빌드다운식 유량 모니터부(BDM)의 각 가스 통로(L1, L2, L4)의 내경을 1.8㎜의 세경으로 하고 있다. 또한, 오리피스(OL1, OL2)의 하류측에 제 2 압력 센서(P2)를 별도로 설치하고 있다. 또한, 챔버(CH)에 차압 검출용 압력 센서(P3)를 설치하고 있다.13 is a longitudinal sectional view of a flow rate control apparatus with a build-down type flow monitor according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the pressure sensor mounting chamber CH is used as the build-down capacity BC and the inner diameter of each of the gas passages L 1 , L 2 and L 4 of the build-down type flow rate monitor BDM is 1.8 mm . Further, a second pressure sensor P 2 is separately provided on the downstream side of the orifices OL 1 and OL 2 . Further, installing a differential pressure sensor detecting a pressure (P 3) for the chamber (CH).

즉, 상기 실시예에 있어서는 입구측 스위칭 밸브(PV1)와 출구측 스위칭 밸브(PV2) 사이에 소형의 압력 챔버(CH)를 설치하고, 이 압력 챔버(CH)의 내용적을 조정함으로써 상기 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)을 조정하는 구성으로 하고 있다. 또한, 양쪽 스위칭 밸브(PV1, PV2)의 개폐 속도를 높이기 위해서 피에조 구동 메탈 다이어프램형 노멀 클로즈 밸브를 이용하고 있다. 또한, 피에조 구동 메탈 다이어프램형 노멀 클로즈 밸브 그 자체는 공지이기 때문에, 설명은 생략한다.That is, in the above embodiment, a small pressure chamber CH is provided between the inlet-side switching valve PV 1 and the outlet-side switching valve PV 2 , and by adjusting the content of the pressure chamber CH, (V) of the down capacitance (BC) is adjusted. In addition, a piezo-driven metal diaphragm type normally closed valve is used to increase the opening and closing speeds of both the switching valves PV 1 and PV 2 . Since the piezo-driven metal diaphragm type normally closed valve itself is known, a description thereof will be omitted.

상기 압력 챔버(CH)는 외통(CHa)과 내통(CHb)의 2중통으로 형성되어 있고, 또한 내외통(CHa, CHb) 사이의 갭(G)이 본 실시형태에 있어서는 1.8㎜로 선정되어 있다. 그리고, 압력 챔버(CH)의 내용적은 1.3~12㏄ 정도로 선정되어 있고, 이것에 차압 검출용 압력 센서(P3)를 부설한 구성으로 하고 있다.The pressure chamber CH is formed by a double tube of the outer cylinder CHa and the inner cylinder CHb and a gap G between the inner and outer cylinders CHa and CHb is selected to be 1.8 mm in the present embodiment . The content of the pressure chamber CH is selected to be about 1.3 to 12 cc, and a differential pressure detecting pressure sensor P 3 is installed thereon.

또한, 상기 실시예에 있어서는 압력 챔버(CH)의 용적을 자유롭게 선정할 수 있음과 아울러 가스 유통로(L1, L2, L4) 등을 모두 동일한 세경(예를 들면, 1.8㎜Φ)으로 맞출 수 있어, 빌드다운 용량(BC)의 내용적을 정확하고 또한 용이하게 소정 용적값으로 설정할 수 있다.In this embodiment, the volume of the pressure chambers CH can be freely selected, and the gas flow passages L 1 , L 2 , L 4 and the like are all made to have the same small diameter (for example, 1.8 mmΦ) So that the content of the build-down capacity BC can be accurately and easily set to a predetermined volume value.

구체적으로는, 공시용의 챔버(CH)로서 상기 갭(G)을 1.8㎜ 및 3.6㎜로 한 표 3과 같은 사이즈의 5종의 챔버를 작성하고, 이것들을 도 1의 시험 장치에 적용해서 가스 유량(sccm)과 압력 강하의 경사(kPa/sec)와 압력 강하 시간(sec) 등의 관계 등을 조사했다.More specifically, five kinds of chambers having the same size as the table 3 in which the gap G is 1.8 mm and 3.6 mm are prepared as the chambers CH for the purpose of disclosure, and these chambers are applied to the test apparatus of Fig. 1, The relation between the flow rate (sccm) and the slope of the pressure drop (kPa / sec) and the pressure drop time (sec) was examined.

또한, 도 1의 시험 장치를 사용한 조사에 있어서 유량 센서(T)는 챔버(CH)의 외표면에 부착 고정했다. 또한, 챔버(CH) 이외의 가스 유로(L2, L4)의 용적은 0.226㏄이다.Further, in the irradiation using the test apparatus of Fig. 1, the flow sensor T was attached and fixed to the outer surface of the chamber CH. The volume of the gas flow paths (L 2 , L 4 ) other than the chamber CH is 0.226 cc.

Figure pct00005
Figure pct00005

도 14는 도 2에 있어서의 압력 강하 시간(b)을 1초 이내로 했을 경우의 가스 유량(sccm)과 압력 강하의 경사(kPa/sec)의 관계를 각 챔버 A~E에 대해서 측정한 결과를 나타내는 것으로, 시험 장치에 장착된 상태에 있어서의 현실의 각 빌드업 용량은 2.31㏄~15.45㏄였다.Fig. 14 shows the relationship between the gas flow rate (sccm) and the slope of the pressure drop (kPa / sec) when the pressure drop time (b) in Fig. 2 is set to 1 second or less is measured for each of the chambers A to E The actual build-up capacity in the state of being mounted on the test apparatus was 2.31 cc to 15.45 cc.

도 14로부터도 분명한 바와 같이, 압력 강하 범위(ΔP)를 20kPa/sec로 했을 때에는 챔버 A의 경우에는 25.2sccm, 챔버 B에서 106.6sccm, 챔버 E에서 169.0sccm의 각 유량 측정이 가능한 것을 알 수 있다.14, when the pressure drop range AP is 20 kPa / sec, it is possible to measure the respective flow rates of 25.2 sccm for chamber A, 106.6 sccm for chamber B, and 169.0 sccm for chamber E .

도 15는 도 1의 시험 장치에 있어서 압력 강하의 경사가 20kPa/sec가 되도록 가스 유량을 조정했을 경우의 압력 강하의 직선성을 나타내는 것으로, 상기 도 6~도 8과 마찬가지의 선도이다. 또한, 측정 데이터는 도 1의 데이터 로거(NR)에 의해 취득한 것이다.Fig. 15 is a graph showing the linearity of the pressure drop when the gas flow rate is adjusted so that the inclination of the pressure drop is 20 kPa / sec in the test apparatus of Fig. 1, and is the same as Figs. 6 to 8 above. The measurement data is obtained by the data logger NR in Fig.

도 15로부터도 분명한 바와 같이, 빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)이 작은 챔버(CH)의 경우(즉, 챔버 A, B 등)일수록 압력 강하 특성의 직선성이 양호해지는 것을 알 수 있다.15, it can be seen that the linearity of the pressure drop characteristic becomes better in the case of the chamber CH in which the volume V of the build-down capacity BC is small (i.e., in the chambers A and B) have.

또한, 도 16은 상기 도 9 및 도 10의 경우와 마찬가지로, 압력 강하 특성 곡선의 직선성으로부터의 어긋남에 의한 유량 측정 오차를 1초 이내의 유량 측정 가능 시간(b) 내에 0.25초마다 5점 측정함으로써 구한 것으로, 빌드업 용량(BC)이 작은 챔버(A, B)일수록 압력 강하 개시 후부터 빠른 시기에 유량 오차가 적어지는 것을 알 수 있다(즉, 압력 강하 특성의 직선성이 뛰어나다고 할 수 있다).16 is a graph showing the flow rate measurement error due to the deviation of the pressure drop characteristic curve from the linearity in the flow rate measurement time (b) within 1 second to 5 points every 0.25 seconds , It can be seen that the flow rate error becomes smaller at the early stage after the start of the pressure drop as the chambers A and B having small buildup capacity BC are smaller (that is, the linearity of the pressure drop characteristic is excellent) ).

도 17은 챔버 A 및 챔버 B에 대해서 유량 측정 정밀도의 재현성을 조사한 결과를 나타내는 것으로, 상기 도 11의 경우와 동 취지로 행한 것이다.Fig. 17 shows the results of examining the reproducibility of the flow measurement accuracy with respect to the chambers A and B, and is similar to the case of Fig. 11 described above.

또한, 이 유량 측정 정밀도의 재현성 시험에 있어서는 압력 강하의 경사를 안정시키기 위해서 1차측 스위칭 개폐 밸브(상류측 밸브)(AV)를 폐쇄로 하고 나서 소정의 대기 시간을 두고 측정을 행하고, 또한 재현성을 얻기 위해서 긴 시간에 걸쳐서 측정을 행하고 있지만, 유량 출력 시간은 모두 1초 이내로 하고 있다.Further, in the reproducibility test of the flow measurement accuracy, in order to stabilize the inclination of the pressure drop, the measurement is performed at a predetermined waiting time after the primary side switching on / off valve (upstream side valve) AV is closed and the reproducibility The measurement is performed over a long period of time in order to obtain it, but the flow output time is all within 1 second.

도 17로부터도 분명한 바와 같이, 재현성의 점에서 챔버 A의 경우에는 유량 3~50sccm이 적용 가능 범위이고, 또한 챔버 B의 경우에는 30~300sccm이 적용 범위인 것을 알 수 있다.As is apparent from FIG. 17, in the case of the chamber A, a flow rate of 3 to 50 sccm is applicable and a range of 30 to 300 sccm is applied to the chamber B from the viewpoint of reproducibility.

표 4는 상기 도 17에 나타낸 유량 측정 정밀도의 재현성을 나타내는 선도의 작성에 사용한 기초 데이터이며, 챔버 A[빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)=2.31㏄] 및 챔버 B[빌드다운 용량(BC)의 내용적(V)=9.47㏄]를 시험 대상으로 한 것이다.Table 4 shows the basic data used in the generation of the diagram showing the reproducibility of the flow measurement accuracy shown in Fig. 17, and shows the chamber A (inner volume of the build-down capacity (BC) = 2.31 cc) and chamber B (V) = 9.47 cc of the test sample (BC).

Figure pct00006
Figure pct00006

또한, 도 18은 상기 표 4의 데이터로부터 챔버 A 및 챔버 B의 압력 강하의 경사(kPa/sec)와 오차(%S.P.)의 관계를 조사한 것으로, 압력 강하의 경사가 2~60kPa/sec의 범위 내이면 유량 측정 오차(%S.P.)가 ±1%의 범위 내로 되는 것을 알 수 있다.18 shows the relationship between the slope (kPa / sec) and the error (% SP) of the pressure drop in the chamber A and the chamber B from the data in Table 4. The inclination of the pressure drop was in the range of 2 to 60 kPa / sec It is understood that the flow measurement error (% SP) is within the range of ± 1%.

[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]

본 발명은 반도체 제조 장치용 가스 공급 설비뿐만 아니라, 오리피스 또는 임계 노즐을 사용한 압력식 유량 제어 장치이면 화학품 제조 장치용 가스 공급 설비에도 널리 적용할 수 있는 것이다.The present invention can be widely applied not only to a gas supply device for a semiconductor manufacturing apparatus but also to a gas supply apparatus for a chemical production apparatus even if the apparatus is a pressure type flow rate control apparatus using an orifice or a critical nozzle.

BDM : 빌드다운식 유량 모니터부
FCS : 압력식 유량 제어부(압력식 유량 제어 장치)
AV : 1차측 개폐 스위칭 밸브(상류측 밸브)
BC : 빌드다운 용량 V : 빌드다운 용량의 내용적
RG : 압력 조정기 N2 : N2 공급원
T : 온도 센서(측온 저항체) P1, P2 : 압력 센서
P3 : 차압 검출용 압력 센서 CV : 컨트롤 밸브
OL : 오리피스 OL1 : 소구경 오리피스
OL2 : 대구경 오리피스 OIP : 외부 입출력 회로
OLV : 오리피스 스위칭 밸브 VB1 : 모니터 입구측 블록
VB2 : 모니터 출구측 블록 VB3 : 유량 제어부 입구측 블록
VB4 : 유량 제어부 출구측 블록 VB5 : 연결부 개스킷
CT : 신호 전송 회로(디지털 통신 회로) CP : 연산 제어부
CPa : 유량 연산 제어부 CPb : 모니터 유량 연산 제어부
E1 : 압력식 유량 제어 장치용 전원 E2 : 연산 제어부용 전원
E3 : 전자 밸브용 전원 ECV : 전기 구동부
NR : 데이터 로거 S : 신호 발생기
PC : 연산 표시부
PV1 : 입구측 스위칭 밸브(입구측 피에조 스위칭 밸브)
PV2 : 출구측 스위칭 밸브(출구측 피에조 스위칭 밸브)
L1 : 입구측 피에조 스위칭 밸브의 가스 입구측 통로
L2 : 입구측 피에조 스위칭 밸브의 가스 출구측 통로
L3 : 출구측 피에조 스위칭 밸브의 가스 입구측 통로
L4 : 출구측 피에조 스위칭 밸브의 가스 출구측 통로
Cu : 구리봉편 Q : 모니터 유량(빌드다운 유량)
CH : 챔버 CHa : 외통
CHb : 내통 QSR : 유량 설정값 조정 기구
QS : 설정 유량 QS' : 조정 유량
1 : 가스 입구 2 : 가스 출구BDM: Build-down type flow monitor
FCS: Pressure type flow control part (Pressure type flow control device)
AV: Primary side switching valve (upstream valve)
BC: build-down capacity V: build-down capacity
RG: Pressure regulator N 2 : N 2 source
T: Temperature sensor (RTD) P 1 , P 2 : Pressure sensor
P 3 : Pressure sensor for differential pressure detection CV: Control valve
OL: Orifice OL 1 : Small caliber orifice
OL 2 : Large diameter orifice OIP: External input / output circuit
OLV: Orifice switching valve VB 1 : Monitor inlet block
VB 2 : Monitor outlet block VB 3 : Flow controller inlet block
VB 4 : Flow control block outlet side block VB 5 : Connection part gasket
CT: Signal transmission circuit (digital communication circuit) CP: Operation control section
CPa: Flow rate calculation control unit CPb: Monitor flow rate calculation control unit
E 1 : Power supply for pressure type flow control unit E 2 : Power supply for operation control unit
E 3 : Power supply for solenoid valve ECV:
NR: Data logger S: Signal generator
PC: Operation display
PV 1 : inlet side switching valve (inlet side piezo switching valve)
PV 2 : Exit side switching valve (Exit side piezo switching valve)
L 1 : gas inlet side passage of the inlet side piezo switching valve
L 2 : gas outlet side passage of the inlet side piezo switching valve
L 3 : Gas inlet side passage of the outlet side piezo switching valve
L 4 : gas outlet side passage of the outlet side piezo switching valve
Cu: copper bar Q: monitor flow rate (build-down flow rate)
CH: Chamber CHa: Outer
CHb: Internal cylinder Q S R: Flow rate setting value adjustment mechanism
Q S : Set flow rate Q S ': Adjustment flow
1: gas inlet 2: gas outlet

Claims (9)

상류측에 설치한 빌드다운식 유량 모니터부와, 그 빌드다운식 유량 모니터부의 하류측에 설치한 유량 제어부와, 빌드다운식 유량 모니터부와 유량 제어부를 연결하여 빌드다운식 유량 모니터부의 모니터 유량을 유량 제어부에 전송하는 신호 전송 회로와, 유량 제어부에 설치되어 상기 빌드다운식 유량 모니터부로부터의 모니터 유량에 의해 유량 제어부의 설정 유량을 조정하는 유량 설정값 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.A build-down type flow rate monitor section provided on the upstream side, a flow rate control section provided on the downstream side of the build-down type flow rate monitor section, and a build-down type flow rate monitor section and a flow rate control section, And a flow rate setting value adjustment mechanism that is provided in the flow rate control unit and adjusts the set flow rate of the flow rate control unit based on the monitor flow rate from the build-down type flow rate monitor unit. Attached flow control device. 제 1 항에 있어서,
유량 제어부는 압력 센서를 포함하는 유량 제어부인 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the flow rate control unit is a flow rate control unit including a pressure sensor. 제 1 항에 있어서,
유량 설정값 조정 기구는 모니터 유량과 설정 유량의 비교기를 구비함과 아울러, 모니터 유량과 설정 유량의 차이가 설정값을 초과하면 설정 유량을 모니터 유량으로 자동 수정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the flow rate setting value adjusting mechanism is provided with a comparator of the monitor flow rate and the set flow rate and is configured to automatically correct the set flow rate to the monitor flow rate when the difference between the monitor flow rate and the set flow rate exceeds the set value. Attached flow control device. 제 1 항에 있어서,
빌드다운식 유량 모니터부는 가스 공급원으로부터의 가스의 유통을 개폐하는 1차측 개폐 스위칭 밸브와, 1차측 개폐 스위칭 밸브의 출구측에 접속된 소정의 내용적을 갖는 빌드다운 용량과, 상기 빌드다운 용량을 유통하는 가스의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 빌드다운 용량을 유통하는 가스의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 1차측 개폐 스위칭 밸브의 개폐 제어를 행함과 아울러 1차측 개폐 스위칭 밸브의 개방에 의해 빌드다운 용량 내의 가스 압력을 설정 상한 압력값으로 한 후, 1차측 개폐 스위칭 밸브의 폐쇄에 의해 소정 시간 경과 후에 가스 압력을 설정 하한 압력값까지 하강시킴으로써 빌드다운식에 의해 모니터 유량을 연산해서 출력하는 모니터 유량 연산 제어부를 구비하고,
상기 모니터 유량은 T를 가스 온도(℃), V를 빌드다운 용량의 내용적(ℓ), ΔP를 설정 상한 압력값과 설정 하한 압력값의 차인 압력 강하 범위(Torr), Δt를 1차측 개폐 스위칭 밸브의 폐쇄로부터 개방까지의 시간(초)으로 해서 하기 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.
Figure pct00007
The method according to claim 1,
The build-down type flow rate monitor unit includes a primary side opening and closing switching valve for opening and closing the flow of gas from the gas supply source, a build-down capacity having a predetermined internal volume connected to the outlet side of the primary side opening and closing switching valve, A pressure sensor for detecting a pressure of the gas flowing through the build-down capacity; and a control unit for controlling the opening and closing of the primary side opening and closing switching valve and opening the primary side opening and closing switching valve The gas pressure in the build-down capacity is set to a set upper limit pressure value, and then the gas pressure is lowered to a set lower pressure value after a lapse of a predetermined time by closing of the primary side opening and closing switching valve to calculate and output the monitoring flow rate by the build- And a monitor flow calculation control unit,
The monitor flow rate is a pressure drop range (Torr) which is a difference between a set upper limit pressure value and a set lower limit pressure value (ΔT), Δt is a gas temperature (° C.), V is a volume drop Wherein a time (seconds) from closing to opening of the valve is calculated by the following equation.
Figure pct00007
 제 2 항에 있어서,
유량 제어부는 컨트롤 밸브와, 오리피스 또는 임계 노즐과, 압력계와, 유량 연산 제어부를 포함하는 내압력 변동성을 구비한 유량 제어 장치인 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the flow rate control unit is a flow rate control unit having a pressure fluctuation property including a control valve, an orifice or a critical nozzle, a pressure gauge, and a flow rate calculation control unit. 제 2 항에 있어서,
빌드다운 용량의 내용적이 0.5~20㏄이고, 설정 상한 압력값이 400~100kPa abs이며, 설정 하한 압력값이 350kPa abs~50kPa abs이고, 또한 상기 소정 시간이 0.5~5초인 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the content of the build-up capacity is 0.5 to 20 cc, the set upper limit pressure value is 400 to 100 kPa abs, the set lower limit pressure value is 350 kPa abs to 50 kPa abs, and the predetermined time is 0.5 to 5 seconds. Attached flow control device. 제 4 항에 있어서,
1차측 개폐 스위칭 밸브는 피에조 구동식 메탈 다이어프램 밸브 또는 전자 직동형 전동 밸브이고, 밸브의 고속 개폐에 의해 1차측 개폐 스위칭 밸브의 개방에 의한 설정 하한 압력값으로부터 설정 상한 압력값으로의 가스 압력의 회복 시간이, 1차측 개폐 스위칭 밸브의 폐쇄에 의한 설정 상한 압력값으로부터 설정 하한 압력값까지의 가스 압력 강하 시간보다 짧은 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.5. The method of claim 4,
The primary side opening / closing switching valve is a piezo driven metal diaphragm valve or an electronically directing type electric valve. The valve is opened or closed at a high speed to recover the gas pressure from the set lower limit pressure value to the set upper limit pressure value by opening the primary side opening / And the time is shorter than the gas pressure drop time from the set upper limit pressure value to the set lower limit pressure value by the closure of the primary side opening and closing switching valve. 제 1 항에 있어서,
유량 제어부의 유량 연산 제어부와 빌드다운식 유량 모니터부의 모니터 유량 연산 제어부는 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the flow rate calculation control unit of the flow rate control unit and the monitor flow rate calculation control unit of the build-down type flow rate monitor unit are integrally formed. 제 1 항에 있어서,
빌드다운식 유량 모니터부는 빌드다운용 챔버를 구비하고, 그 챔버는 내통과 외통을 동심 형상으로 설치 고정한 구조로 됨과 아울러, 상기 챔버를 형성하는 내·외통 사이의 간극을 가스 유통로로 하고, 또한 상기 챔버에 압력 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 모니터 부착 유량 제어 장치.The method according to claim 1,
The build-down type flow monitor unit is provided with a build-down chamber. The chamber has a structure in which an inner passage outer cylinder is concentrically installed and fixed. A gap between the inner and outer cylinders forming the chamber is defined as a gas flow passage, And a pressure sensor is provided in the chamber.
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